Система бесперебойного электропитания телекоммуникационного узла

Система бесперебойного электропитания телекоммуникационного узла

Заполнение карты заказа на коммутационное оборудование. 5. Вычисление усредненного значения годового потребления электрической энергии и ожидаемой стоимости энергопотребления. 6. Укрупненный расчет блока или модуля выпрямительного устройства.

Задача. Разработать в соответствии с техническим заданием функциональную схему электропитающей установки, рассчитать максимальные и усредненные значения тока и мощности ЭПУ, определить рабочие характеристики преобразователей электрической энергии, выбрать необходимое распределительное и преобразующее оборудование.

Индивидуальной частью работы является укрупненный расчет инвертора напряжения с элементами управления (ИН). Электропитающая установка является одной из базовых инфраструктур телекоммуникационного узла, предназначенной для получения напряжения (или ряда напряжений) питания, адаптированного к требованиям телекоммуникационного оборудования независимо от качества внешнего электроснабжения.

Статистика показывает, что суммарное время отказов городской сети переменного тока составляет около 4-х часов в год, при этом до 90% времени приходится на кратковременные (до 0.5 сек) перебои. Ущерб от «потери связи» в зависимости от сферы обслуживания исчисляется суммами от 10 до 800 тыс. долл. в час Данные: Тип узла – удалённый доступ.

Параметры первичного электроснабжения: номинальное напряжение сети (U 1 =380/220 В), число фаз (m=3), число вводов сети (n=1), нестабильность напряжения в % (N 1 = - 20% +10%) и частотой 50Гц. U 0 =48 В; I 0 =20 А; eq f (Р осв ;Р авосв) = eq f (0.3;0.3) кВт; S хоз =1.2 кВА; cos хоз =0.7; cos выпр =0.95; Р убп, перем. тока =0.4 кВт; h пр =0.85 Число групп аккумуляторных батарей (N AB =1). Время аварийной работы от аккумуляторных батарей Т АВ =8 часов.

Номинальная температура окружающей среды и её отклонения. Т мин =-9 С. Среднегодовое значение коэффициентов спроса: К с (техн + зар.бат)=0.9К с (осв)=0.6К с (ав.осв)=0.7К с (хоз)=0.8 Тариф за потребляемую энергию одноставочный, С=0.8 руб/кВт час. 1. Функциональная схема.

Первичное напряжение сети подводится четырех проводной линией (три фазных провода А, В, С и нейтральный провод N или PEN); выпрямительный модуль (4) содержит группу однофазных выпрямителей, включенных по входу к одному из фазных и нейтральному проводу сети, а по выходупараллельно, с заземлением положительного вывода источников питания аккумуляторный модуль содержит две группы батарей (АБ1, АБ2) и батарейный блок контроля и защиты; выходы ЭПУ разделены по возможным категориям потребителей; в щите распределения энергии переменного тока могут быть установлены измерительные приборы (амперметр, вольтметр, ваттметр); напряжение аварийного освещения внутренних помещений узла формируется из напряжения аккумуляторной батареи и коммутируется контактором в автоматизированном, вводно-распределительном шкафу. Схема дает наглядное представление о составе оборудования и взаимодействии элементов, хотя не определяет структуру и необходимое число отдельных блоков.

ДГУ
Ввод 1
осв
Хоз.нагр
I 0 ав.осв
I 0 апп =20 A
I 0 ин
3
I 0 сум
I 0 техн
U 0 =48 B
9
4
7
1
2
5
6
I 0 зар
1 - шкаф вводно–распределительный с одним вводом городской сети и резервным вводом ДГУ. 2 - шкаф вводно–распределительный.3 – установка бесперебойного питания постоянного тока. 4 – модули выпрямителей. 5 – устройство коммутации и защиты аккумуляторных батарей. 6 - аккумуляторная батарея. 7 – инвертор напряжения. 9 – двигатель – генераторная установка.

Обозначение токов: I0 – постоянные составляющие тока, аппаратуры (апп), аварийного освещения (ав.осв), инвертора (ин), технологических потребителей (техн), заряда батарей (зар), суммарный (сум). Рассчитаем токи, приведенные на схеме: А 2. Расчет аккумуляторной батареи.

Определить номинальную емкость С н при условиях: U 0 =48B, T разр =8 часов, I разр =36.05 A , Т=-9 C . Число элементов в батареи: N эл =U Б ном /U эл ном .=48/2.0=24 Ёмкостью определяют количество электричества, запасаемое или отдаваемое аккумулятором, измеряемое в А.час. (С= I х Т). Различают номинальную емкость (С н , как полученную от аккумулятора при нормальной температуре 200С в режиме 10 часового разряда током равным величине I разр =0.1С и рабочую (С р = IразрТразр ), полученную при других условиях.

Названные емкости связаны соотношением: где К i =0.92 – коэффициент отдачи емкости в зависимости от величины разрядного тока, t - средняя температура элемента в град. по Цельсию. Теперь учтем, что аккумулятор за 10 лет теряет 20% своей емкости. С выб =1.2·С н =455.37 А·час. Так как по заданию 1 аккумуляторная батарея, то её емкость будет 490 А·час.

Рассчитаем ток разряда: Аккумуляторы герметичного исполнения, с регулирующим клапаном OPZv – 490, Hawker Oldham, Франция. 3. Вычисление параметров тока и мощности всех категорий потребителей и суммарных значений максимальной и усредненной мощности. Выбор типа ДГУ. Двигательгенераторные установки (ДГУ) являются автономными источниками электрической энергии, применяемые для резервирования электроснабжения узлов связи на случай отказов сети переменного тока.

Конструктивно ДГУ состоит из двигателя внутреннего сгорания, механически соединенного с электрическим генератором. В маломощных установках используются бензиновые двигатели, в установках с мощностью 6.0 и более кВт используются дизельные двигатели, в которых в качестве топлива используется керосин Определяем активную и реактивную составляющие мощности потребления от сети переменного тока. А. Выпрямительные устройства:

S
Q
P
cos j
Б. Хозяйственные нагрузки: В. Суммарные показатели потребления: Вт, В·Ар, ВАр Заметим, что полученная величина S сум определяет максимальную, т.н. «заявляемую» мощность. На эту величину заключается договор с энергоснабжающей организацией, дающей разрешение на присоединение к ближайшей трансформаторной подстанции. С учетом этой мощности вычисляется максимальный ток ввода и выбирается автоматический выключатель вводного щита. Г. Рассчитаем заявочный ток и мощность одной фазы. Д. Усредненное значение активной мощности нагрузок с учетом коэффициентов одновременности и загрузки Е. Ориентировочное значение усредненной величины полной мощности. ВА. По данным подходящим типом ДГУ является бензиновый G 5000 H (б), с показателями мощности – 5 кВА/4 кВт, поставщик Elteco . 4.Выбор преобразователей электрической энергии для ЭПУ и шкафного оборудования.

Вычисление значений рабочего тока всех типов потребителей и соответствующий выбор автоматических выключателей.

Заполнение карты заказа на коммутационное оборудование. а) Шкафы вводно-распределительные ШВР производства ОАО Юрьв-Польского завода “Промсвязь”, далее ЮПЗ “Промсвязь”. Шкафы ШВР предназначены для ввода и распределения электрической энергии трехфазного или однофазного переменного тока с номинальным напряжением 380/220В. Щиты обеспечивают защиту сети и потребителей энергии от перегрузок, коротких замыканий, от перенапряжения.

Первый ШВР: ШВР А У 380/10 1 1 П - Второй ШВР: ШВР А - 380/10 - - П - б) Выбор ЭПУ: Устройства электропитания представляют шкафную конструкцию, объединяющую ряд функциональных элементов ЭПУ, выпрямительных модулей, блок контроля и коммутации аккумуляторных батарей, устройств контроля сети, измерения тока и коммутации нагрузки, элементов местной и дистанционной сигнализации. Шкаф допускает размещение в нём аккумуляторов герметичного типа. При большой емкости аккумуляторов их размещение предусматривается в дополнительных шкафах

УЭПС-2 48/90 8-4 ЮПЗ «Промсвязь».
Io S =85.05 А Я взял ИБП 1 – 48/160 с 4 выпрямителями типа ВБВ 48/30 – 2 (выходным током 30 А). Три выпрямителя дают 90 А > 85.05 А и один выпрямитель запасной. в) Преобразователи постоянного напряжения отсутствует. г) Инверторы.

Инверторы напряжения (ИН) предназначены для обеспечения бесперебойного питания ответственных потребителей напряжением переменного тока. Как правило, к ним относятся серверы, компьютеры обеспечения технологического процесса, мониторинга телекоммуникационных систем. В ряде случаев инверторы применяют для организации аварийного освещения «наружных» объектов (например, антенных мачт) осветительными приборами, рассчитанными на стандартное напряжение переменного тока 220В. Инвертор преобразует опорное напряжение ЭПУ в переменное напряжение гарантированного качества.

Поскольку нам задана мощность Р убп =0.4 кВт, то выбор падет на инвертор: S 034. Заполнение опросного листа.

Опросная карта (лист), для оформления заказа на шкаф ШВР1. 1. Номинальное напряжение вводов сети 380 В. 2. Номинальный ток вводного автомата (А): 10, 10. 3. Количество вводов: а) от сети: 1. б) от дизельной электростанции: 1. 4. Тип дизельной электростанции: стационарная. 5. Необходимость предусматривать АВР для включения АДЭС: да. 6. Необходимость контролирующих приборов: А. Амперметры: да, на каждом вводе. Б. Вольтметры: да, на каждом вводе. В. Счетчики электроэнергии: да, на каждом вводе. 7. Количество автоматических выключателей потребителей:

Ток, А 10 10
1 1
От вводного автомата От ДГУ
8. Опросная карта (лист), для оформления заказа на шкаф ШВР2. 1. номинальное напряжение вводов сети 380В. 2. Номинальный ток вводного автомата (А): 6, 6, 10. 3. Количество вводов: а) от сети: - . б) от дизельной электростанции: - . 4. Тип дизельной электростанции: - . 5. Необходимость предусматривать АВР для включения АДЭС: - . 6. Необходимость контролирующих приборов: А. Амперметры: да, на каждом вводе. Б. Вольтметры: да, на каждом вводе. 7. Количество автоматических выключателей потребителей:
Ток,А Хоз: 6 А Осв: 6 А Вх.выпр: 10 А
3
1 1
8. 5.Вычисление усредненного значения годового потребления электрической энергии и ожидаемой стоимости энергопотребления. Вт рублей. 6.Укрупненный расчет блока или модуля выпрямительного устройства. (инвертор напряжения). Блок-схема современного выпрямителя.
Функциональная схема выпрямителя с бестрансформаторным входом.
C у1, Су2- схемы управления корректором коэффициента мощности и инвертора,
соответственно, Дрдрайверы мощных транзисторов инвертора.
Q1
B1
KKM
И
T
B2
F
ДР
Cy2
OC(I)
OC(U)
Bдоп
Cy1
сеть
Rs
OC(U)
Рег I/U
Cy2
Выпрямитель содержит: А. Блок сетевых выпрямителей (БСВ), коммутируемый по входу автоматическим выключателем Q1. Диодное звено В1 выполняет первичное преобразование напряжения сети в пульсирующее напряжение U d1 . Вспомогательный маломощный выпрямитель В доп обеспечивает стабилизированным напряжением питания элементы систем управления. Б. Корректор коэффициента мощности (ККМ), выполняющий функции активного фильтра тока сети, повышения, фильтрации и стабилизации напряжения U 01 на выходе ККМ. В. Инвертор напряжения (И), преобразующий постоянное напряжение U 01 в знакопеременное напряжение высокой частоты U 1 с управляемой длительностью импульсов. Г. Высокочастотный понижающий трансформатор (Т), обеспечивающий согласование уровней напряжения и гальваническую развязку цепей входа и выхода выпрямителя. Д. Выходной выпрямитель В2 с индуктивно-емкостным фильтром напряжения пульсаций. Е. Управляющие схемы корректора мощности (К1) и инвертора напряжения (К2). Схемы содержат буферные усилители мощности импульсов управления транзисторами (драйверы) и элементы обратной связи по току и напряжению. На выходе инвертора диаграмма будет иметь следующий вид:
T u
U 01
t
U
На выходе трансформатора:
t
U
На выходе В2:
t
U
U 0 выделяет фильтр
Т
Т и
E
Расчитаем максимальные амплиудные показатели по току и напряжению:
Т
Т и
t
I
Io ин выделяет фильтр
Io max
Найдем амплитуду первой гармоники на входе по напряжению: Поскольку нам известна U m (1)вых=5 мВ, то найдем Отсюда сделаем вывод: 1.Увеличивая частоту, мы уменьшаем размеры LC . 2.Импульсные методы передачи напряжения и регулирования (из схемы видно, что регулирование осуществляется в инверторе). Мостовая схема инвертора.
4
1
2
3
Принцип работы: Работа заключается в парной работе диодов (ключей), каждый раз включается диагональная пара диодов (ключей) и в зависимости от полярности сигнала формируется либо положптельный либо отрицательный импульсы (выходное напряжение инвертора всегда импульсное)
Возвращение реактивной мощности к источнику
U,I
t
1 2
0
3
Диоды 2 – 4 формируют положительную полуволну, а отрицательную 1 – 3. Заключение. В данной курсовой работе самостоятельно изучили и освоили принципы построения ЭПУ телекоммуникационного узла связи.

независимая экспертиза после залива в Орле
центр экспертизы автомобилей в Брянске
оценка стоимости товарного знака в Смоленске